溶膠的穩定性和聚沉作用
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發布日期：2024-04-30
(1)溶膠的穩定性
溶膠是相當穩定的，如碘化銀膠體可以存放數年而不沉淀。是什么原因阻止了膠體微粒相互碰撞聚集變大呢?研究表明，溶膠的穩定性因素有兩方面:一種是動力穩定因素;另外一種是聚集穩定因素。
①動力穩定因素從動力學角度看，膠體粒子質量較小，其受重力的作用也較小，而且由于膠體粒子不斷地在做無規則的布朗運動，克服了重力的作用從而阻止了膠粒的下沉。
②聚集穩定因素由于膠核選擇性地吸附了溶液中的離子，導致同一膠體的膠粒帶有相同電荷，當帶同種電荷的膠體粒子由于不停運動而相互接近時，彼此間就會產生斥力，這種斥力將使膠體微粒很難聚集成較大的粒子而沉降，有利于膠體的穩定。此外，電位離子與反離子在水中能吸引水分子形成水合離子，所以膠核外面就形成了一層水化層，當膠粒相互接近時，將使水化層受到擠壓而變形，并有力圖恢復原來形狀的趨向，即水化層表現出彈性，稱為膠粒接近的機械阻力。
(2)溶膠的聚沉
如果我們設法減弱或消除膠體穩定的因素，就能使膠粒聚集成較大的顆粒而沉降。這種使膠粒聚集成較大顆粒而沉降的過程叫做溶膠的聚沉。
膠體聚沉的方法一般有以下三種。
①加電解質 例如，在紅褐色的Fe(OH),膠體中，滴人KCI溶液，膠體就會變成渾濁狀態，這說明膠體微粒發生了聚沉。由于電解質的加人，增加了系統內離子的總濃度，給帶電的膠粒創造了吸引帶相反電荷離子的有利條件，從而減少或中和了原來膠粒所帶的電荷。這時，由于粒子間斥力大大減小，以至膠?；ヅ龊笠鹁奂⒆兇?
而迅速聚沉。
電解質對溶膠的聚沉能力不同。通常用聚沉值來比較各種電解質對溶膠的聚沉能力的大小，使一定量的溶膠在一定時間內完全聚沉所需的電解質的最低濃度(mmol.L-')稱為聚沉值，聚沉值越小，聚沉能力越大。反之，聚沉值越大，聚沉能力越小。電解質對溶膠的聚沉作用，主要是異電荷的作用，負離子對帶正電荷的溶膠起主要聚沉作用，而正離子對帶負電荷的溶膠起主要聚沉作用。聚沉能力隨著離子電荷的增加而顯著增大，此規律稱為叔采-哈迪(Schuize-Hardy)規則。如NaCI、MgCl、AICI,三種電解質對負溶膠As2S3的聚沉值分別為51、0.75、0.093，可見AICI,的聚沉能力最強。
生活中有許多溶膠聚沉的實例，如江河入海處常形成有大量淤泥沉積的三角洲，其主要原因之一就是海水含有大量鹽類，當河水與海水相混合時，河水中所攜帶的膠體物質(淤泥)的電荷部分或全部被中和而引起了凝結，淤泥、泥砂粒子就很快沉降下來。
②加入相反電荷的膠體將兩種帶相反電荷的膠體溶液以適當的數量混合，由于異性相吸，互相中和電性，也能發生凝結。例如，凈化天然水時，常在水中加入適量的明礬[KAI(SO,):*12H,O]，因為天然水中懸浮的膠粒多帶負電荷，而明礬水解產生的 AI(OH),膠體的膠粒卻是帶正電荷的，它們的粒子互相中和凝結而沉淀，因而使水凈化。
③加熱加熱可以使膠體粒子的運動加劇，增加膠粒相互接近或碰撞的機會，同時降低了膠核對離子的吸附作用和水合程度，促使膠體凝結。例如，將Fe(OH),膠體適當加熱后，可使紅褐色Fe(OH),沉淀析出。
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